第三节 雨水管渠系统的设计.ppt

第三章 雨水管渠系统设计 雨水管渠系统 由雨水口、 雨水管渠、检查井、出水口 等构筑物组成的工程设施。 雨水管渠系统的功能： 及时汇 集并排除暴雨所形成的地面 径流，保障 居民 生命安全和 正常生产。 雨水管渠设计主要内容 1．确定当地暴雨强度公式或暴雨强度曲线； 2．划分排水流域，进行雨水管渠定线； 3．划分设计管段，计算管段雨水设计流量； 4．管渠水力计算，确定设计管段的管径、坡度、标高及埋深； 5．绘制管渠平面图及纵剖面图。 常用的降雨量单位有以下几种： (1)年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值（mm/a） (2)月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值（mm/月） (3)年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的降雨量（mm/d） 暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标，是确定雨水设计流量的重要依据。 在任一场暴雨中，暴雨强度随降雨历时的变化而变化 。就雨水管渠设计而言，有意义的是找出降雨量最大的那个时段内的降雨量。因此，暴雨强度的数值与所取的连续时间段t的跨度和位置有关。在城市暴雨强度公式推求中，经常采用的降雨历时为5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min等9个历时数值，特大城市可以用到180min。 在分析暴雨资料时，必须选用对应各降雨历时的最大 降雨量。各历时的 暴雨强度为最大平均暴雨强度 。 暴雨强度和降雨历时的关系 自动雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量和降雨时间之间的对应关系。 以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线称为降雨量累计曲线。 最大平均暴雨强度（教材P 65的表3-1） 4，降雨面积与汇水面积 （1）降雨面积 —— 是指降雨所笼罩的面积，即降雨的范围。 （2）汇水面积 —— 是指雨水管渠汇集雨水的面积，用 F表示，以公顷或平方公里为单位（ ha或km2） 。 在城镇雨水管渠系统设计中，设计管渠的汇水面积较小，一般小于 100 km2，其汇水面积上最远点的集 水时间不超过 60 min到120 min ，这种较小的汇水面 积，在工程上称为小汇水面积 。在小汇水面积上可 忽略降雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都相等。 这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇水面积的面雨量资料。 5，暴雨强度的频率 －－某一特定暴雨强度的频率是指等于或大于该值的暴雨强度出现的次数m与观测资料总项数n之比的百分数，即： 若平均每年选入M个雨样数，称为次频率 n = N·M M——每年选入的平均雨样数，则： 当b=0时， §3-2 雨水管渠设计流量的确定 一、雨水设计流量计算公式 雨水管渠的设计流量按下式计算： 式中Q —雨水设计流量，L/s； Ψ—径流系数，径流量和降雨量的比值，其值小于1； F —汇水面积，ha； q—设计暴雨强度（L/s·ha）。 公式为推理公式（半经验半理论）。 1，产流过程： 2、流域上的汇流过程 当流域最边缘线上的雨水达到集流点A时，在A点汇集的流量其汇水面积为整个流域，即全部流域面积参与径流，此时在A点产生最大流量。 3,关于公式的推导 假定：（1）暴雨强度在汇水面积上的分布是均匀的；（2）汇水面积随时间的增长速度为常数；（3）降雨强度在所选定的时间段内均匀不变；（4）降雨历时不小于全流域集水时间。同时汇水面积内地面坡度均匀，并为了方便分析，假定地面为不透水性地面，即径流系数Ψ=1。 设降雨过程线如图： 汇水面积如图所示扇形面积abc： 当t=t2时,流到a点的雨水量为(t2-t1)时段内降到F1上的雨水量加上(t1-0)时段内降在F2面积上的雨水量,集流时间为t2: W2= △h2*F1+ △h1*F2 当t=t3时,流到a点的雨水量为(t3-t2)时段内降到F1上的雨水量、 (t2-t1)时段内降到F2上的雨水量、(t1-0)时段内降在F3面积上的雨水量,集流时间为t3: W3= △h3*F1+ △h2*F2+ △h1*F3 当t=tn时,流到a点的雨水量为(tn-tn-1)时段内降到F1上的雨水量、 (tn-1-tn-2)时段内降到F2上的雨水量……(t1-0)时段内降在Fn面积上的雨水量,集流时间为tn: Wn= △hn*F1+ △hn-1*F2+…..+ △h1*Fn =∑ △hj*Fn-j